8557

Електронне та електричне обладнання автомобілів

Книга

Логистика и транспорт

ВСТУП Мета проведення лабораторних робіт - набуття студентами практичних навичок визначення лабораторним шляхом технічних характеристик різних апаратів, приладів і електромашин, що встановлюють на автомобілях ознайомлення із сучасним лаб...

Украинкский

2013-02-14

239.31 KB

70 чел.


ВСТУП

Мета проведення лабораторних робіт набуття студентами практичних навичок визначення лабораторним шляхом технічних характеристик  різних апаратів, приладів і електромашин, що встановлюють на автомобілях; ознайомлення із сучасним лабораторним обладнанням для вимірювання параметрів енергоустаткування і методами проведення експериментів.

Роботи виконуються на спеціальних випробувальних стендах із застосуванням стандартного обладнання. Методичні вказівки містять основні теоретичні відомості, необхідні для розуміння процесів, що досліджуються.

ЗАГАЛЬНІ ПОЛОЖЕННЯ

Перш ніж приступити до виконання лабораторної роботи, необхідно засвоїти зміст роботи, теоретичні основи питання, що розглядається, і експлуатаційне значення визначуваного параметра.

По закінченні кожної роботи студент оформляє короткий звіт, що містить назву і мету роботи, перелік елементів енергоустаткування, що випробовується, і вимірювальні прилади, використовувані в роботі, їх коротку характеристику; схеми і опис приладу або установки, таблиці результатів вимірювань і обчислень, розрахункові формули, графіки залежності, аналіз отриманих результатів і висновки з роботи.

Звіт оформляється на папері формату А4 і повинен відповідати вимогам стандарту на текстові навчальні документи. Оформлений звіт подається на перевірку викладачеві. Після закінчення лабораторного курсу звіти підшиваються (оформляється титульна сторінка  додаток А) і здаються викладачеві.

                                 ПЕРЕЛІК лабораторнИХ РОБІТ

                                  Лабораторна робота1

Тема. Дослідження електричних характеристик автомобільного генератора змінного струму

Мета роботи: вивчення будови і принципу дії генератора. Зняття електричних характеристик і визначення технічного стану генератора.

Зміст роботи

1. Вивчити за плакатами і натурними зразками конструктивні особливості автомобільного генератора змінного струму з дзьобоподібним ротором і напівпровідниковим випрямлячем.

2. Експериментальним шляхом на контрольно-вимірювальному стенді КИ-968 зняти:

- характеристики холостого ходу;

- струмошвидкісну характеристику;

- дати висновок про технічний стан генератора на основі зіставлення результатів вимірювання і паспортних характеристик заводу-виготівника.

Короткі теоретичні відомості

Автомобільний генератор змінного струму з вбудованим напівпровідниковим випрямлячем являє собою трифазну синхронну електричну машину з електромагнітним збудженням. Генератори змінного струму складаються з ротора, статора, кришки з боку контактних кілець, кришки з боку привода, шківа, вентилятора і напівпровідникового випрямляча.

Ротор генератора складається з вала із закріпленою на ньому втулкою з котушкою збудження і полюсними наконечниками. У практиці автобудування набули поширення ротори з 12 полюсами, тобто шістьма парами полюсів ().

Обмотки трьох фаз статора при потужності генератора до 500...700 Вт з’єднані в зірку, при більшій потужності в трикутник. Кожна фаза має по декілька послідовно з’єднаних між собою котушок.

Кришки  генератора відливають з алюмінієвого сплаву, посадочні місця під підшипники армують чавунними або стальними втулками.

Пластмасовий щіткотримач з вугільно-графітовими щітками кріпиться на кришці з боку контактних кілець. При використанні інтегрального регулятора напруги його розташовують на щіткотримачі.

Вентильний блок має шість напівпровідникових діодів, з’єднаних у двопівперіодну схему випрямлення трифазного струму. Вентильний блок кріпиться в кришці з боку контактних кілець. Виводи вентилів з’єднані проводами між собою та обмотками фаз генератора.  Клема "+" генератора виходить від ізольованого радіатора вентильного блока, а клема "-" від корпусу (кришки) генератора.

Генератори змінного струму мають ряд переваг перед генераторами постійного струму: меншу масу і габарити при тій самий потужності; більший ресурс при вищому рівні безвідмовності; відсутність колектора у силовому колі, (струм збудження не більше 0,1...0,2 від струму генератора, що знижує знос кілець і відповідно експлуатаційні витрати), менша витрата міді в 2... 2,5 раза, можливість підвищити частоту обертання генератора відносно частоти обертання двигуна більш ніж у 2,5 раза. При такій частоті обертання генератор на холостих обертах двигуна розвиває до 25...50  своєї номінальної потужності та забезпечує заряд акумуляторної батареї.

Електрорушійна сила (ЕРС), яку розвиває генератор

,

де с  коефіцієнт, визначуваний конструкцією генератора;

   Ф  магнітний потік;

   n  частота обертання ротора, хв-1.  

Змінний струм в обмотці статора генератора (А):

,

де r, XL  активний та індуктивний опори обмотки статора;

    R  активний опір ввімкнених споживачів;

Індуктивний опір обмотки (Ом):

,

або, якщо врахувати, що частота змінного струму

,

де р  число пар полюсів,

,

.

Тоді                                  .

При малій частоті обертання ротора величина с2xn2 порівняно з (r+R)2 мала, тому струм генератора збільшується майже пропорційно до частоти обертання. Із зростанням обертів величина с2xn2 значно збільшується, що призводить до "самообмеження" сили струму генератора і дозволяє відмовитися від обмежувача струму, тобто захисту генератора від перевантаження.

Без урахування залишкового магнітного потоку полюсів ротора величина магнітного потоку може бути визначена за формулою

,

де   струм збудження;

    a і b постійні коефіцієнти, визначувані конструкцією генератора.

Тоді величина випрямленої напруги на затискачах генератора    

,

де U0  спад напруги на випрямлячі;

     z – комплексний опір обмотки статора;

струм обмотки статора генератора.

Аналіз цієї залежності дозволяє зрозуміти, чому при відключенні акумуляторної батареї можливий вихід з ладу споживачів при різкому збільшенні обертів генератора.

Електричні  характеристики  генераторів

Технічний стан генератора, відповідність його контрольних параметрів технічним умовам, можливі несправності окремих його елементів (замикання в обмотках, пробій вентилів) можуть бути виявлені за його електричними характеристиками. Використовуючи їх, можна вирішити питання також про заміну початкової моделі генератора іншою і порівняти переваги і недоліки різних моделей генераторів.

До основних характеристик генераторів відносять:

  1.  характеристики холостого ходу;

- регулювальну характеристику;

- зовнішню характеристику;

- струмошвидкісну характеристику.

Характеристики розглядають для трьох частот обертання:

- мінімальної, nmin;

- середньої, nср;

- максимальної, nmax.

Під мінімальною частотою обертання розуміють частоту, при якій напруга генератора досягає в режимі холостого ходу (Iг=0) номінальної величини Uгн=14 В або 28 В.

Характеристика холостого ходу являє собою залежність напруги генератора від струму збудження при постійній частоті обертання і відсутності навантаження ; або залежність напруги генератора від частоти обертання при і .

Рис. 2.1 Характеристики холостого ходу генератора

Характеристику визначають або за фазною ЕРС, або за лінійним значенням , або за випрямленою напругою холостого ходу

.

За характеристикою визначають мінімальне і максимальне значення струму збудження за відсутності навантаження.

Регулювально-швидкісна характеристика виражає залежність струму збудження від частоти обертання при постійних значеннях навантаження і напруги, тобто при , (рис. 2.2).

Характеристику знімають при трьох значеннях струму навантаження:

;  ;  .

За характеристикою визначають діапазон зміни струму збудження, на який повинен бути розрахований регулятор напруги.

Зовнішня характеристика виражає залежність випрямленої напруги генератора Ud  від струму навантаження Id при постійних частоті обертання й струмі збудження, тобто при , . Характеристика знімається при частоті  обертання генератора  nmax ,  nср,   nmin (рис. 2.3).

Рис. 2.2 Регулювально-швидкісна характеристика

Рис. 2.3 Зовнішня характеристика генератора

Зниження напруги при збільшенні навантаження генератора відбувається через спад напруги в обмотках статора, зменшення магнітного потоку в повітряному зазорі та спад напруги в ланцюзі випрямляча.

Струмошвидкісна характеристика це залежність струму навантаження Id від частоти обертання n ротора генератора при постійних значеннях випрямленої напруги Ud і струму збудження iз, тобто при , .

У технічних умовах на генератор вказують параметри:

 n x  початкову частоту обертання на холостому ходу Iн=0 ;

 n р  розрахункову (або мінімальну робочу) частоту обертання;

 Id max максимальний струм навантаження (струм самообмеження);

 nmax  максимальну частоту.

Рис. 2.4 Струмошвидкісна характеристика генератора

Дотична до кривої (рис. 2.4) з початку координат визначає розрахункові параметри Iр, nр генератора. Розрахунковий струм складає близько 60% номінального. У розрахунковому режимі нагрів генератора найбільший.

На сьогодні замість розрахункових параметрів вказують мінімальну робочу частоту обертання ротора, що приблизно відповідає обертам холостого ходу двигуна (умовно беруть 1500 об/хв). Сила струму при цій частоті звичайно становить 40-50% від номінального струму генератора й повинна бути достатня для забезпечення живлення життєво важливих споживачів енергії на автомобілі.

За струмошвидкісною характеристикою визначають Id max і, відповідно, потужність генератора

                                         Pн=UId max .

Для автомобільних генераторів номінальна випрямлена напруга Udн  повинна становити 14 або 28 В.

Прилади та обладнання

При виконанні лабораторної роботи використовують:

- розрізаний зразок генератора змінного струму;

- плакати генераторів і їх деталей;

- генератор змінного струму;

- контрольно-вимірювальний стенд  КИ-968.

Порядок виконання роботи:

1. Вивчити будову генератора змінного струму і конструкцію основних вузлів і деталей.

2. Накреслити принципову електричну схему генератора.

3. Визначити тип і номінальні параметри  генератора, що встановлений на стенді КИ-968.

4. Ознайомитися з порядком керування стендом. Вмикається стенд  кнопкою 2  "Пуск", а вимикається кнопкою 1 "Стоп"  (рис. 2.5). Число обертів генератора змінюється гвинтом 3. Вмикання стенда проводити при положенні гвинта 3 відповідно до мінімальних обертів генератора. Навантаження генератора здійснюється реостатом 6. При запуску стенда опір реостата повинен бути максимальним.

5. За відсутності навантаження Id=0 виміряти напругу генератора при зміні струму збудження від 0 до 2 А з кроком 0,5 А для двох значень частот обертання генератора nг (від 1000 хв-1 до 3000 хв-1) за вказівкою викладача.

Результати вимірювань занести до таблиці 2.1 і  побудувати характеристики холостого ходу при nг=Const.

За отриманим графіком визначити діапазон зміни струму збудження iз при  Uд=Uдн на холостого ходу.

6. За відсутності навантаження Id=0 виміряти напругу генератора при зміні обертів генератора від 1000 хв-1 до 3000 хв-1 з кроком 500 хв-1 для двох значень струму збудження за вказівкою викладача.

Результати вимірювань занести до таблиці 2.2 і побудувати характеристику холостого ходу при iз=Const.

Таблиця 2.1 Протокол випробувань генератора в режимі холостого ходу

Тип генератора ____________,   Udн=____В,   Idн=____А.

nг                                      із

0

0,5 А

1 А

1,5 А

2 А

nг1=_______ об/хв

nг2=_______ об/хв

Таблиця 2.2 Протокол випробувань генератора в режимі холостого ходу

із                     nг             

1000 об/хв

1500 об/хв

2000 об/хв

2500 об/хв

3000 об/хв

із1=___ А

із2=___ А

7. Зняти струмошвидкісну характеристику генератора при номінальному струмі збудження (встановивши напругу збудження ). Для різних значень частоти обертання від мінімальних, при яких на холостому ходу досягається номінальна напруга генератора Uдн (14 або 28 В),  до 3000 хв-1  установити струм навантаження за допомогою реостата, при якому генератор розвиватиме номінальну напругу.

Результати вимірювань занести до таблиці 2.3, побудувати графік Id=f(nг)

Таблиця 2.3 Протокол зняття струмошвидкісної  характеристики

Тип генератора ____________,   Udн=____В,   Idн=____А,  Uзн=____В,  iзн=____А.

nг, об/хв

Id, А

8. Обчислити максимальну потужність генератора і зробити висновок про його технічний стан.

1 кнопка  "стоп"; 2 кнопка  "пуск"; 3 гвинт регулювання обертів якоря генератора, 4 амперметр виміру струму збудження; 5 регулятор, 6 генератор; 7 клема  "мінус" стенда; 8 клема  "плюс" стенда (клема "я" генератора); 9 реостат зміни струму навантаження, 10 амперметр виміру струму навантаження Iн; тахометр виміру числа обертів якоря n ; 12 вольтметр виміру напруги генератора; 13 - контрольна лампа

Рис. 2.5 - Стенд КИ-968

Зміст звіту

  1.  Назва та мета роботи.
  2.  Електрична схема генератора з вимірювальними приладами, що підключені, у режимі зняття характеристик холостого ходу.
  3.  Електрична схема генератора з вимірювальними приладами, що підключені, у режимі зняття струмошвидкісної  характеристики.
  4.  Таблиці 2.1, 2.2 та 2.3 з результатами  вимірювань.
  5.  Висновок щодо технічного стану генератора змінного струму.

Контрольні  питання

1. Які елементи і вузли генератора утворюють магнітну систему?

2. Який принцип дії вентильного генератора з дзьобоподібним ротором?

3. Від яких параметрів залежить ЕРС в обмотці статора?

4. Яким чином визначаються розрахункові значення частоти обертання  nр  і випрямленого струму Iр ?

5. Від яких параметрів залежить частота змінного струму f,  що наводиться в обмотці статора?

6. Як зміниться вигляд струмошвидкісної характеристики, якщо зменшити силу струму збудження?

7. Як визначається максимальна потужність генератора змінного струму?

Література:  [1, 2, 3, 5, 6, 7].


                                  Лабораторна робота2

Тема. Дослідження електричних характеристик контактної

системи запалювання

Мета роботи

1. Вивчення конструкції та принципу дії контактної (класичної) системи запалювання.

2. Вивчення методики випробувань і зняття характеристик контактної системи запалювання, оволодіння навичками експериментального  визначення технічного стану системи запалювання.

Зміст роботи

1. Вивчення за плакатами і натурними зразками особливостей  конструкції контактної системи запалювання та її елементів.

2. Вивчити принципову електричну схему контактної системи запалювання.

3. Експериментальним шляхом на випробувальному стенді СПЗ 8М зняти характеристику системи запалювання і дати висновок про технічний стан системи і сфери її можливого застосування (за частотою обертання к. в. ДВЗ) .

Короткі теоретичні відомості

Сучасні системи запалювання робочої суміші в циліндрі ДВЗ повинні забезпечувати надійне іскроутворення в широкому діапазоні частот обертання колінчастого вала двигуна, при цьому число іскр за хвилину може досягати    20 тис. Усі елементи системи запалювання повинні надійно працювати без зміни початкових характеристик протягом усього терміну служби двигуна при мінімумі обслуговування. При цьому вони безперервно зазнають вібраційних і ударних навантажень.

У наш час на автомобілях застосовуються контактні (класичні), контактно-транзисторні та безконтактні електронні системи запалювання робочої суміші в циліндрах двигуна.

Контактна система запалювання (рис. 3.1) не цілком відповідає вищезгаданим вимогам, однак простота конструкції зумовила її широке впровадження.

До контактної системи запалювання входять: котушка запалювання, суміщені переривник і розподільник, конденсатор, додатковий резистор, проводи низької та високої напруги, свічки запалювання, вимикач запалювання і джерело живлення (акумуляторна батарея або генератор).

1 джерело живлення, 2 вимикач запалювання, 3 контакти реле стартера,  4 додатковий  опір, 5 індукційна котушка, 6 переривник, 7 конденсатор, 8 розподільник, 9 ємність вторинного кола, 10 свічки запалювання

Рис.3.1 Схема контактної системи запалювання

При роботі контактної системи запалювання відбуваються складні електромагнітні процеси, тому для спрощення їх аналізу робочий процес системи розподіляють на три етапи:

1 й етап. Замикання первинного кола контактами переривника. На цьому етапі конденсатор С1 (рис. 3.1) замкнений накоротко контактами переривника (6). При цьому вторинне коло вважають розімкненим, що не впливає на процеси в первинному колі.

При замиканні контактів відбувається наростання первинного струму згідно із законом                          

                                       ,                                         (3.1)

де U1  напруга в системі електропостачання, В;

    R1   опір первинного кола, ;

    L1   індуктивність первинної обмотки, Гн;

    tз    час замкненого стану контактів, с.

Первинний струм досягає сталого значення I1уст практично при закінченні часу tз=5Т ,    де T=L1/R1    стала часу первинного кола, стосовно автомобільних котушок  tз=0,01...0,02 с.  Розрив ланцюга при I1 уст спостерігається при пуску двигуна і його роботі на холостих обертах. При великих частотах обертання к.в. I1< I1 уст.

Час замкненого стану контактів

                                   ,                                           (3.2)

де з, р відповідно кут замкненого і розімкненого стану контактів переривника;

     nд   частота обертання к.в. двигуна, об/хв;

     z    число циліндрів двигуна.

2 й етап. Розмикання первинного кола контактами переривника. При цьому електромагнітна енергія, що накопичилася в котушці, переходить в енергію електричного поля конденсатора С1 і ємності С2 (вторинного кола) та частково перетворюється на тепло.

Максимальне значення вторинної напруги

                      ,                                           (3.3)

де  W1 і W2   число витків первинної та вторинної обмоток котушки

запалювання;

    Iр  сила струму в первинному колі в момент розриву.

Однак насправді значення U2  трохи нижче за значення, розраховане за формулою (3.3), через втрати енергії у магнітопроводі й електричному колі, а також в опорі нагару, що шунтує іскровий зазор.

Величина коефіцієнта втрат  для контактних систем запалювання становить 0.75... 0,85.

З урахуванням втрат        

                        .                                        (3.4)

На величину напруги у вторинному колі значно впливають параметри первинного і вторинного кола, величина замкненого стану контактів переривника, ємність конденсатора в первинному колі, нагар на ізоляторі свічки запалювання.

3 й етап. Електричний розряд між електродами свічки. Температура в каналі розряду радіусом 0,2...0,6 мм досягає 10000 0С. Розряд на свічці складається з двох фаз: ємнісної та індуктивної.

Ємнісна фаза розряду характеризується малим проміжком часу близько 30х10-6 с з великими струмами (до 300 А) при частоті коливань 106...107 Гц.

Індуктивна фаза розряду має відносно малу швидкість подачі енергії. Тривалість її декілька мс при струмі розряду 50...100 мА.

Характеристика  системи  запалювання

Основною характеристикою контактної системи запалювання є залежність максимальної напруги у вторинному колі  від частоти обертання колінчастого вала двигуна  U2 max=f(nд).

Рис. 3.2 Характеристики контактної системи запалювання

Відповідно до формул (3.1) (3.3), з підвищенням частоти обертання колінчастого вала двигуна зменшується час замкненого стану контактів переривника tз, а отже, зменшується сила струму в первинному колі в момент розриву  Iр і відповідно знижується напруга у вторинному колі.

Перетин заданої пробивної напруги Uпр з кривою U2  дає максимальну частоту обертання колінчастого вала, до якої буде забезпечуватися безперебійне запалювання робочої суміші при даній кількості циліндрів.

Зона  1  вважається зоною безперебійного іскроутворення, а зона 2     зоною нестійкого запалювання.

Прилади та  обладнання

При виконанні лабораторної роботи використовують випробувальний стенд СПЗ-8М, де встановлені розподільник-переривник для 4-циліндрового двигуна, котушка запалювання, розрядники та вимірювальні прилади, а також плакати із системою запалювання і випрямляючий пристрій.

Порядок виконання роботи

1. Вивчити будову контактної системи запалювання і конструкцію окремих вузлів і деталей.

2. Накреслити принципову електричну схему контактної системи запалювання і навести короткий опис принципу її дії.

3. Зняти характеристику контактної системи запалювання на випробувальному стенді СПЗ-8М,  для чого необхідно:

  1.   ознайомитися з порядком керування стендом СПЗ-8М: перед вмиканням стенда пересвідчитися, що перемикач 5 (рис. 3.3) знаходиться в положенні  "ВЫКЛ", тумблер 3  "работа - калибровка" встановлений у положення  "РАБОТА", тумблер 7 "стенд ВКЛ" вимкнений і рукоятка 1  "ОБОРОТЫ ДВИГАТЕЛЯ" повернена ліворуч до упору;
  2.  підключити кабель живлення стенда до мережі 220В і 50Гц;
  3.  підключити провід живлення з червоною міткою до позитивного затискача випрямляючого пристрою, а провід з чорною міткою до негативного затискача;
  4.  підключити вимірювальний кабель осцилографа до контактів переривника й до маси (корпус переривника-розподільника);
  5.  приєднати згідно зі схемою (рис. 3.1) амперметр;
  6.  зняти кришку переривника-розподільника і за допомогою щупа визначити зазор між контактами переривника; результати вимірів заносять до протоколу (табл. 3.1). Зазор повинен бути в межах 0,35...0,45 мм;

- установити кришку розподільника на колишнє місце і перевести тумблер 5  "стенд ВКЛ" у положення  "ВКЛ", при цьому повинна загорітися сигнальна лампа 4 і прилад 2 повинен показати напругу живлення первинної обмотки; увімкнути осцилограф (горить зелена сигнальна лампа);

  1.  поворотом вручну вала розподільника встановлюють розподільник у положення замикання контактів. Момент замикання фіксується за показанням амперметра, увімкненого послідовно в коло контактів. Повертаючи вал розподільника, за шкалою 6 (рис. 3.3) і показанням амперметра визначають кут замкненого стану контактів (КЗСК) переривника з. При замкнених контактах у первинному колі системи запалювання буде протікати I1 уст, величину якого покаже амперметр. Ця величина сили струму буде відповідати струму в період запуску двигуна і при малих обертах;
  2.  установити зазор 2-3 мм між вістрями іскрового розрядника;

- увімкнути електродвигун привода вала розподільника тумблером 7, поворотом рукоятки 1 (рис. 3.3) встановити частоту обертання вала розподільника nр=250-300 хв-1, при цьому амперметр покаже середнє значення струму в колі первинної обмотки котушки запалювання;

  1.  за допомогою осцилографа визначити КЗСК переривника з та його залежність від частоти обертання кулачкового вала;
  2.   порівняти значення КЗСК, які отримані за допомогої амперметра та осцилографа; результати занести до таблиці 3.1;

- зарисувати зображення осцилограм напруги у первинному колі контактної системи запалювання;

- установити максимальний зазор lmax між вістрями іскрового розрядника, при якому спостерігається безперебійне іскроутворення;

- зняти значення частоти обертання кулачкового вала nр, амперметра I1  і величину максимального зазору між голками розрядника lmax , які заносяться до протоколу випробувань (табл. 3.1); подальші виміри зробити з інтервалом за частотою обертання кулачкового вала 250 - 500 хв-1 до частоти 2500 хв-1;

  1.  увімкнути резистор, що шунтує, опір якого еквівалентний опору нагару на свічці (Rш=1 МОм ), і повністю повторити випробування при тих самих частотах обертання кулачкового вала;
  2.   результати вимірювань занести до протоколу; значення КЗСК вказують як за шкалою 6, так і за осцилограмою. 

Таблиця 3.1    Протокол випробувань системи запалювання

Зазор між контактами переривника ______;  КЗСК ______/______.

Частота обертання

вала, хв-1

Струм первинної обмотки, А

Зазор між електродами,

lmax ,  мм

U2 , кВ

без шунта

з шунтом

без шунта

з шунтом

1

        

         - використовуючи результати випробувань, розрахунковим шляхом визначити вторинну напругу U2, використовуючи відому залежність

                                           ,

де k =1500 В напруга пробою 1 мм повітряного зазору;

- за результатами досліджень побудувати робочі характеристики контактної системи запалювання I1=f(nд) та U2=f(nд) за відсутності опору, що шунтує свічки  (Rш=),  і  при  Rш= 1 Мом;

- провести аналіз отриманих залежностей, узявши напругу пробою зазору між електродами свічки реального двигуна Uпр=9 кВ.

Зробити висновки про технічний стан системи запалювання і можливої сфери її застосування як за частотою обертання колінчастого вала двигуна, так і за кількістю циліндрів.

1  "Обороты двигателя";  2 комбінований вимірювальний прилад; 3  "Работа - Калибровка"; 4 сигнальна лампа; 5  "ВКЛ" - "ВЫКЛ" вмикач живлення первинного кола котушки запалювання; 6 шкала для визначення кута замкненого стану контактів; 7 "Стенд вкл" вмикач живлення електромотора привода вала кулачка

Рис. 3.3 випробувальний стенд СПЗ-8М

Зміст звіту

  1.  Назва та мета роботи.
  2.  Електрична схема контактної системи запалювання з вимірювальними приладами, що підключені.
  3.  Таблиця 3.1 з результатами  вимірювань.
  4.  Характеристики I1=f(nд) та U2=f(nд) за відсутності опору, що шунтує свічки  (Rш=),  і  при  Rш= 1 Мом.
  5.  Висновок щодо технічного стану контактної системи запалювання.

Конрольні питання

  1.  Який принцип роботи контактної системи запалювання і в чому полягають недоліки цієї системи?
  2.  Яке призначення додаткового опору у первинному колі котушки запалювання.
  3.  Яке призначення конденсатора у первинному колі котушки запалювання.
  4.  Поясніть, як впливає відхилення величини ємності конденсатора С1 від оптимальної на роботу  системи запалювання?
  5.  Поясніть залежність струму первинної обмотки котушки запалювання від частоти обертання колінчастого вала двигуна.
  6.  Пояснити вплив зазору між контактами переривника на величину вторинної напруги системи запалювання.
  7.  Як впливає зміна частоти обертання колінчастого вала двигуна на величину вторинної напруги котушки запалювання?
  8.  Призначення свічки запалювання і їх маркування.

Література:  [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7].

                                 Лабораторна робота3

Тема. Дослідження характеристик автоматів випередження запалювання

Мета роботи: вивчення конструкції та принципу дії автоматів випередження запалювання. Зняття електричних характеристик і визначення технічного стану регуляторів.

Зміст роботи

1. Вивчення за плакатами і натурними зразками конструкції та принципу роботи вакуумного і відцентрового регуляторів кута випередження  запалювання.

2. Експериментальним шляхом на випробувальному стенді СПЗ-8М зняти характеристики і дати висновок про технічний стан регуляторів.

Короткі теоретичні відомості

У контактній системі запалювання комутація в первинному ланцюгу здійснюється механічним кулачковим механізмом, що перериває. Кулачок переривника  з'єднаний з колінчастим валом двигуна через зубчасту передачу, причому частота обертання вала кулачка удвічі менша за частоту обертання вала двигуна. Кут випередження запалювання встановлюється зміною положення кулачка відносно приводного вала або кутового положення пластини переривника, на якій закріплена вісь його рухомого важеля. Час замкненого і розімкненого стану контактів визначається конфігурацією кулачка, частотою обертання і зазором між контактами. Закономірність зміни кута випередження запалювання за частотою обертання колінчастого вала двигуна і його навантаження різна для різних типів двигунів і вибирається експериментально. Однак у всіх випадках зі збільшенням частоти обертання колінчастого вала збільшується швидкість руху поршня і, для того щоб суміш встигла згоріти при збільшенні частоти обертання, кут випередження запалювання повинен бути збільшений. Для зміни положення кулачка відносно приводного вала залежно від частоти обертання служить відцентровий регулятор. Своєрідними датчиками частоти обертання у регуляторі є тягарці 6, їх осі обертання 4 закріплені на пластині 5.

 Під дією відцентрової сили, що залежить від частоти обертання, тягарці прагнуть розійтися і повернути траверсу 7, жорстко з’єднану з кулачком, при цьому відцентрова сила долає силу протидіючої пружини. Залежність кута випередження запалювання, що встановлюється відцентровим регулятором при зміні частоти обертання n, зображена на рис. 4.2. Характер залежності визначається підбором жорсткості пружин, величини люфту пружини, мас і конфігурацій тягарців.

Максимальне значення обмежується упором і лежить у межах 30 - 40°  кута повороту колінчастого вала (цей кут удвічі менші за кут повороту приводного вала розподільника (рис. 4.2).

Зі збільшенням навантаження двигуна, тобто зі збільшенням кута відкриття дросельної заслінки, наповнення циліндрів і тиск у кінці такту стиснення збільшується, процес згоряння прискорюється. Отже, зі збільшенням відкриття дросельної заслінки кут повинен меншати. Зміну кута випередження запалювання за навантаженням двигуна здійснює вакуумний регулятор (рис.4.3). Вакуумна камера регулятора 10 з’єднана з впускним трактом двигуна за дросельною заслінкою. При збільшенні навантаження дросельна заслінка відкривається, тиск за нею знижується, і гнучка мембрана 8 через шток 9 повертає пластину 5 з контактним механізмом відносно кулачка у бік зменшення кута випередження запалювання. Максимальний кут випередження запалювання за навантаженням також обмежується упором і лежить у межах

15-25° кута повороту колінчастого вала. Характеристика

вакуумного автомата зображена на рис. 4.4 (кут вказаний за валом розподільника). У реальній експлуатації відцентровий і вакуумний регулятори працюють спільно.

Якщо октанове число палива не відповідає ступеню стиснення двигуна, то навіть при оптимальному встановленні кута випередження запалювання відповідної потужності двигуна, в ньому може виникнути детонація – надзвичайно швидке згоряння робочої суміші, подібне вибуху. Для запобігання детонації слугує октан-коректор, що дозволяє вручну повернути корпус переривника-розподільника у бік зменшення кута випередження запалювання.


Порядок виконання роботи

1. Вивчити  конструкцію та принцип роботи відцентрового регулятора кута випередження запалювання (КВЗ).

2. Зняти характеристику відцентрового регулятора на випробувальному стенді СПЗ-8М, для чого:

  1.  перемикач установити в положення «Угол искрообразования»;
  2.   при мінімальній частоті обертання вала двигуна зсувають шкалу синхроноскопа до збігу однієї з рисок, що світяться, з нульовою відміткою шкали;
  3.   плавно збільшують частоту обертання двигуна і спостерігають за зсувом риски, що світиться, відносно нульової відмітки шкали. Під час випробувань вимірюють частоту обертання вала розподільника nр та положення риски на синхроноскопі, що відповідає КВЗ за валом розподільника р. Результати вимірювань заносять до таблиці 4.1.
  4.   за результатами вимірювань побудувати характеристику – залежність КВЗ за валом двигуна дв від частоти обертання колінчастого вала двигуна nдв.

Таблиця 4.1 – Протокол випробувань відцентрового регулятора

nр, об/хв

250

500

750

1000

1250

1500

1750

2000

2500

р, град

nдв, об/хв

дв, град

3. Вивчити конструкцію та принцип роботи вакуумного регулятора.

4. Зняти характеристику вакуумного регулятора на випробувальному стенді СПЗ-8М, для чого:

  1.  з’єднати вакуумний регулятор з вакуумним насосом стенда;
  2.   перемикач установити у положення “Угол искрообразования”, а рукояткою частоти обертання установити частоту обертання вала 500 об/хв. Шкалу синхроноскопа переміщують у положення збігу риски, що світиться, з нульовою відміткою шкали. Рукояткою привода вакуумного насоса плавно збільшують вакуум і спостерігають, при яких значеннях вакууму починається і закінчується зсув риски, що світиться, відносно нульової відмітки шкали. Одночасно вимірюють кут зсуву риски. Результати вимірювань заносять до таблиці 4.2. За результатами вимірювань побудувати характеристику – залежність кута випередження від значення вакууму.

Таблица 4.2 – Протокол випробувань вакуумного регулятора

p, МПа

-0,10

-0,15

-0,20

-0,25

-0,30

-0,35

-0,40

дв, 0

5. Зробити висновок про технічний стан регуляторів кута випередження запалювання.

Зміст звіту

  1.  Назва та мета роботи.
  2.  Схематичне зображення конструкції та пояснення принципу роботи  відцентрового регулятора кута випередження  запалювання.
  3.  Схематичне зображення конструкції та пояснення принципу роботи вакуумного  регулятора кута випередження запалювання.
  4.  Таблиці 4.1 та 4.2 з результатами  вимірювань.
  5.  Графічна залежність кута випередження запалювання за валом двигуна дв від частоти обертання колінчастого вала двигуна nдв.
  6.  Графічна залежність кута випередження запалювання за валом двигуна дв від значення вакууму р при сталій частоті обертання колінчастого вала двигуна nдв1.
  7.  Висновок щодо технічного стану вакуумного та відцентрового регуляторів випередження кута запалювання.

Конрольні питання

  1.  З якою метою у системі запалювання застосовують відцентровий регулятор випередження запалювання?
  2.  З якою метою у системі запалювання застосовують вакуумний регулятор випередження запалювання?
  3.  Який принцип дії відцентрового регулятора випередження запалювання?
  4.  Який принцип дії вакуумного регулятора випередження запалювання?
  5.  У якій послідовності проводять перевірку та регулювання відцентрового регулятора випередження запалювання?

Література:  [1, 2, 3, 5, 6, 7].


                                 Лабораторна робота4

Тема. Порівняння електричних характеристик

електронної безконтактної та контактної систем запалювання

Мета роботи

1. Вивчення конструкції, електричної схеми й принципу роботи системи електронного запалювання з датчиком моменту запалювання, що використає ефект Холу.

2. Зняття електричних характеристик системи електронного запалювання з датчиком Холу та порівняння їх з відповідними характеристиками контактної системи запалювання.

Короткі теоретичні відомості

Електронні системи запалювання за способом керування поділяються на контактні та безконтактні (з контактними та безконтактними датчиками моменту запалювання). Склад силового кола всіх типів електронних систем запалювання однаковий і складається з вимикача запалювання, додаткових резисторів (чи без них), котушки запалювання, електронного комутатора.

За видами електронних комутаторів системи запалювання поділяються на транзисторні й тиристорні, без регулювання та з регулюванням енергії іскри.  

Контактно-транзисторні системи запалювання дозволяють отримати більш високу вторинну напругу і потужність іскри порівняно з контактною (класичною) системою запалювання, але мають недоліки, що пов'язані з наявністю контактів. Також істотним недоліком цієї системи запалювання, а також безконтактної системи запалювання з комутатором, що не регулює енергію іскри, є залежність вторинної напруги й потужності іскри від частоти обертання.

Зазначених недоліків не має система запалювання з безконтактним датчиком моменту запалювання й транзисторним комутатором з можливістю регулювання енергії, яка накопичується в котушці запалювання. Ця система має широке застосування на сучасних машинах у зв'язку з рядом переваг: стабільність характеристик, підвищена потужність іскри, надійність.

Схема електронної системи запалювання показана на рис. 5.1. Датчиком моменту запалювання є безконтактний датчик, що використає ефект Холу, а транзисторний комутатор дозволяє стабілізувати енергію, що накопичується в котушці запалювання.

Рис.5.1 Схема електронної системи запалювання з датчиком Холу

Стабілізація енергії досягається обмеженням струму на рівні 8 А в первинному колі котушки запалювання й регулюванням тривалості  протікання цього імпульсу струму.  При збільшенні частоти обертання система керування збільшує кут відкритого стану силового транзистора, що відповідає збільшенню значення “кута замкнутого стану контактів” у контактній системі запалювання. У результаті час протікання струму в первинному ланцюзі котушки запалювання може бути стабілізований.

Зміст роботи й порядок її виконання

  1.  Вивчити за плакатами і натурними зразками конструктивні особливості системи електронного запалювання з датчиком Холу.
  2.  Вивчити за принциповою електричною схемою з'єднання основних елементів системи електронного запалювання. Показати елементи схеми на макеті системи запалювання.
  3.   Підключити вимірювальний кабель осцилографа до виходу датчика Холу () або первинного кола  котушки запалювання (вивід 1) для одержання на екрані осцилографа відповідних характеристик, що пояснюють принцип роботи системи електронного запалювання (ЕЗ).
  4.  Перевірити працездатність електронного запалювання в діапазоні частот обертання колінчастого вала ДВЗ  800 - 5000 об/хв, установивши зазор між електродами розрядника 5 - 7 мм (максимально допустимий зазор між електродами розрядника 10 мм, перевищення цього значення іскрового проміжку може призвести до надмірного збільшення вторинної напруги  й виходу комутатора з ладу).
  5.  Зняти залежність кута протікання струму (КПС) через котушку запалювання від частоти обертання вала датчика-розподільника запалювання .  Кут КПС визначається за осцилограмами первинної або вторинної напруги й відповідає куту «замкнутого стану контактів» (КЗСК) у контактній системі запалювання. При визначенні кута в градусах прийняти період іскроутворення для одного циліндра за 900.
  6.  Зняти залежність струму через котушку запалювання від частоти обертання вала датчика-розподільника запалювання .
  7.  Результати вимірів КПС й струму занести до таблиці 5.1.
  8.  Пояснити переваги системи запалювання, що досліджується, порівняно з контактними системами запалювання (СЗ) або безконтактними СЗ без регулювання накопичення енергії в котушці запалювання.  

Таблиця 5.1 – Протокол випробувань системи запалювання

nр, об/хв

250

500

750

1000

1250

1500

1750

2000

2500

КПС, град

I, А

 Зміст звіту

  1.  Мета роботи.
  2.  Схема системи електронного запалювання з датчиком Холу з поясненням призначення елементів.
  3.  Осцилограми вихідної напруги  датчика Холу й напруги первинного ланцюга  котушки запалювання.
  4.  Таблиця 5.1 з результатами випробувань.
  5.  Характеристики отриманих залежностей   а також відповідних залежностей   для контактної системи запалювання (див. лабораторну роботу №3) в одних координатах.
  6.  Висновки щодо переваг електронної системи запалювання.

Конрольні питання

  1.  Який принцип роботи системи електронного запалювання з датчиком Холу?
  2.  Поясніть, чому обмежується максимальний зазор між електродами розрядника? Яке максимально допустиме значення цього зазору?
  3.  Чому відсутній додатковий опір у колі первинної обмотки котушки запалювання досліджуваної системи запалювання?
  4.  Пояснити залежність струму первиного кола котушки запалювання від частоти обертання колінчастого вала двигуна у контактній та електронній системах запалювання.

Література:  [1, 2, 3, 5, 6, 7].

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

1. Чижков Ю.П., Акимов А.В. Электрооборудование автомобилей. Учебник для ВУЗов. – М.: Издательство «За рулём», 1999. – 384 с.: ил.

2. Боровских Ю.И., Гутенев Н.И. Электрооборудование автомобилей. – К.: Высшая школа. Головное изд-во, 1983 – 167 с.

3. Резник А.М Электрооборудование автомобилей. – М.: Транспорт, 1990. – 256 с.

4. Каминский Я.Н., Атоян К.М. Электрооборудование автомобилей: Справочное пособие по проектированию. – М.: Машиностроение, 1971. – 152 с.

  1.  Акимов А.В., Боровских Ю.И., Чижков Ю.П. Электрическое и электронное оборудование автомобилей. – М.: Машиностроение, 1988.  122 с.
  2.  Ильин Н.М., Тимофеев Ю.Л. Электрооборудование автомобилей. – М.: Транспорт, 1982. 86 с.
  3.  Фесенко М.Н., Чижков Ю.П., Герасимов В.Е. Лабораторный практикум по теории, конструкции и расчету автотракторного электрооборудования: Учебное пособие для машиностроительных техникумов по специальности «Автотракторное электрооборудование». – М.: Машиностроение, 1986. – 152 с.
  4.  Батареи аккумуляторные свинцовые стартерные. Инструкция по эксплуатации ФЯС. 355.009. ИЭ. Курск: Завод  "Аккумулятор", 1988.  16 с.


Зразок оформлення титульної сторінки лабораторних робіт

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

КРЕМЕНЧУЦЬКИЙ  ДЕРЖАВНИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ІМЕНІ  МИХАЙЛА ОСТРОГРАДСЬКОГО

Кафедра «Автомобілі та трактори»

ЛАБОРАТОРНІ РОБОТИ

з дисципліни

«Електронне й електричне обладнання автомобілів»

Виконав: студент гр. _________

___________________________

п і б

Перевірив:

доцент кафедри «А та Т»

___________________________

п і б

Кременчук  2008

Методичні вказівки щодо виконання лабораторних робіт з навчальної дисципліни “Електронне та електричне обладнання автомобілів” для студентів денної та заочної форм навчання спеціальностей: 6.090200 – “Автомобілі та автомобільне господарство”, 6.090200 – “Колісні та гусеничні транспортні засоби” (у тому числі скорочений термін навчання)

Укладач  к.т.н., доц. О.І. Шевченко

Відповідальний за випуск зав. каф. автомобілів та тракторів А.П. Солтус

Підп. до др. _______ .  Формат 60х84 1/16.  Папір тип.  Друк ризографія.

Ум. друк. арк. ___ .  Наклад ____ прим.  Зам. №_____.  Безкоштовно.

         

Видавничий відділ  КДПУ імені  Михайла Остроградського

39614, м. Кременчук, вул. Першотравнева, 20


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

23236. Традиції і новаторство в культурі 46.5 KB
  Спадкоємність культури це процес передачі культурноісторичного досвіду. Саме в спадкоємності як органічному поєднанні традиції і новаторства реалізується історичність культури її самозбереження й саморозвиток. Традиції існують у всіх формах духовної культури. Завдяки їм розвивається суспільство оскільки молоде покоління не винаходить заново велосипеди а засвоює досягнутий людський досвід культури.
23238. Аристотель, Стагірит 216 KB
  Зі сказаного очевидно що з того де йде мова про предмет необхідно говорити про предмет і ім'я й поняття; так наприклад людина говорить про предмет про окрему людину і про неї звичайно говорить ім'я [людини]: адже окремою людиною називають живу істоту й визначення людини буде визначати окрему людину адже окрема людина є й людина і жива істота. Так біле перебуваючи в тілі як у підметі говорить про предмет адже тіло називається білим але поняття білого ніколи не може означати тіло. Її предмет – мислення як цілісне утворення...
23239. Ільєнков, Евальд Васильович 146.5 KB
  І ось учорашній оптиміст стає похмурим нитиком – песимістом якого вже ніщо не радує і ніщо не веселить не дивлячись на його паспортну молодість здоровий шлунок і міцні зуби. Якщо ми недвозначно беремо висвітлену таким чином наукову присутність у своє володіння то маємо сказати: Те на що спрямоване наше світовідношення є саме суще – і більше ніщо. Те чим керується вся наша установка є саме суще – і крім нього ніщо. Те з чим працює дослідження що втручається у світ є саме суще – і ніщо понад того.
23240. Сковорода, Григорій Савич 152.5 KB
  Навпаки саме при падінні аристократичних оцінок людської совісті поступово нав'язується весь цей контраст €œегоїстичного€ і €œнеегоїстичного€ – цей по моїй термінології стадний інстинкт котрий дістав тоді розповсюдження. Поняття €œдобро€ він вважає по суті рівним поняттю €œкорисний€ €œдоцільний€ так що в думках €œдобро€ і €œзло€ людство ніби то підсумовує і санкціонує саме незабуті і незабутні пізнання про корисне – доцільне і шкідливе – недоцільне. Добро згідно цієї теорії – те що споконвіку виявилося корисним тому воно...
23241. Кримський, Сергій Борисович. ФІЛОСОФІЯ - АВАНТЮРА ДУХУ ЧИ ЛІТУРГІЯ СМИСЛУ 192.5 KB
  Кримський розробляє принципи трансформації знання прийоми інтерпретації принципи узагальненої раціональності та розуміння принципи духовності розвиває неоплатонічну концепцію вилучення архетипових структур буття розуму та культури; виділяє архетипи української культури. ФІЛОСОФІЯ АВАНТЮРА ДУХУ ЧИ ЛІТУРГІЯ СМИСЛУ Видатний мислитель пізньоантичної епохи Плотін стверджуючи прилученність мудрості до центральних зон смислотворчості буття та людини проголошував що філософія є найголовнішим у житті. Вона є єдиним засобом поставити людину...